DE102008054109A1

DE102008054109A1 - Method and device for identifying objects

Info

Publication number: DE102008054109A1
Application number: DE102008054109A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Herrmann; Alois Monzel
Original assignee: KHS GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2010-05-12
Also published as: EP2355939B1; WO2010049153A1; US20110172955A1; PL2355939T3; EP2355939A1

Abstract

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Identifizierung von Gegenständen (1), insbesondere von Maschinen, Verbrauchsgütern, z. B. Flaschen (1), sowie Teilen hiervon. Dabei wird eine Oberfläche des betreffenden Gegenstandes (1) ganz oder zumindest im Bereich einer Teilfläche (8) abgetastet und wird hieraus wenigstens ein Ergebnis abgeleitet. Erfindungsgemäß wird die natürliche Oberfläche des betreffenden Gegenstandes (1) in charakteristische Digitalwerte umgesetzt, wobei die vorerwähnten Digitalwerte zu wenigstens einem Schlüssel (9, 10) zusammengefasst werden.The present invention relates to a method and a device for identifying objects (1), in particular of machines, consumables, eg. As bottles (1), and parts thereof. In this case, a surface of the relevant object (1) is scanned completely or at least in the region of a partial surface (8) and at least one result is derived therefrom. According to the invention, the natural surface of the relevant object (1) is converted into characteristic digital values, the aforementioned digital values being combined to form at least one key (9, 10).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Identifizierung von Gegenständen, insbesondere von Maschinen, Verbrauchsgütern sowie Teilen hiervon, wonach eine Oberfläche des betreffenden Gegenstandes ganz oder zumindest im Bereich einer Teilfläche abgetastet und hieraus wenigstens ein Ergebnis abgeleitet wird.The The invention relates to a method and a device for identification of objects, in particular of machines, consumables and parts thereof, according to which a surface of the respective Object entirely or at least in the area of a partial area sampled and from this at least one result is derived.

Identifizierungsverfahren der eingangs beschriebenen Gestaltung sind aus der Praxis bekannt und werden im Übrigen in der DE 102 02 517 A1 beschrieben. Hier geht es um eine Maschine zum Prüfen der Wand einer Flasche, die eine aus Linien bestehende Oberflächenverzierung aufweist. Dazu ist eine zweidimensionale Kamera realisiert, die ein Bild als ein Pixelfeld darstellt. Darüber hinaus findet sich eine Einrichtung zum Scannen der Pixel und zum Bestimmen eines Bereiches von ausgebildeten Pixeln, in dem sich ein Pixel-Schwellenwert befindet. Aus den Bildverhältnissen wird beim Überschreiten eines vorbestimmten Wertes ein Flaschenzurückweisungssignal abgeleitet. Auf diese Weise soll sichergestellt werden, dass eine Flasche zurückgewiesen wird, wenn tatsächliche Defekte vorhanden sind.Identification of the design described above are known in practice and are otherwise in the DE 102 02 517 A1 described. This is a machine for testing the wall of a bottle, which has a surface decoration of lines. For this purpose, a two-dimensional camera is realized, which represents an image as a pixel field. In addition, there is means for scanning the pixels and determining a range of formed pixels in which there is a pixel threshold. From the image ratios, a bottle rejection signal is derived when a predetermined value is exceeded. This is to ensure that a bottle is rejected if there are actual defects.

Hierbei mag es sich um Blasen, Blasenschleier oder auch um im Glas vorhandene Steinchen handeln. Dabei erfordert die bekannte Vorgehensweise jedoch das Vorhandensein einer zwei- oder dreidimensionalen Verzierung auf der Oberfläche, die extra aufgebracht werden muss. Das ist aufwendig und unter Umständen mit zusätzlichen Fehlern behaftet. Hier setzt die Erfindung ein.in this connection it may be bubbles, bubble veils or even in the glass Act pebbles. However, the known procedure requires the presence of a two- or three-dimensional ornament on the surface, which has to be applied extra. This is costly and possibly with additional Errors afflicted. This is where the invention starts.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein derartiges Verfahren zur Identifizierung von Gegenständen so weiter zu entwickeln, dass der anlagen- und verfahrenstechnische Aufwand auf ein Minimum reduziert ist.Of the Invention is the technical problem underlying such a Method of identifying objects so on to develop that the plant and procedural effort is reduced to a minimum.

Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist ein gattungsgemäßes Verfahren zur Identifizierung von Gegenständen im Rahmen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Teilfläche der natürlichen Oberfläche in charakteristische Digitalwerte umgesetzt wird, welche zu wenigstens einem Schlüssel zusammengefasst werden.to Solution of this technical problem is a generic Method of identifying objects in the frame the invention characterized in that at least one partial surface the natural surface in characteristic Digital values are converted, resulting in at least one key be summarized.

Erfindungsgemäß wird also nicht die auf irgendeine Art und Weise manipulierte Oberfläche des zu untersuchenden Gegenstandes abgetastet, sondern der Gegenstand als solcher mit seiner natürlichen, das heißt aus dem eigentlichen Herstellungsvorgang stammenden Oberfläche, wobei diese Oberfläche sowohl bearbeitet, als auch unbearbeitet sein kann.According to the invention So not the manipulated surface in any way scanned the object to be examined, but the object as such with its natural, that is surface derived from the actual manufacturing process, this surface is both processed and unprocessed can be.

Anders ausgedrückt, ist die Oberfläche im Rahmen der Erfindung nicht mit beispielsweise Verzierungen oder anderen Inhomogenitäten ausgerüstet oder in besonderer Art und Weise zur Vorbereitung der vorgesehenen Abtastung bearbeitet, sondern wird so abgetastet, wie sie sich nach dem Herstellungsvorgang des betreffenden Gegenstandes als solchen darstellt. Dabei kann selbstverständlich auch ein Farbauftrag vorhanden sein. Entscheidend ist, dass die Oberfläche für ihre Identifizierung keine zusätzliche, die Abtastung vorbereitende künstliche Bearbeitung erfährt, sondern so untersucht und abgetastet wird, wie sie sich nach der Herstellung des Gegenstandes darstellt. Bei dieser natürlichen Oberfläche kann es sich somit beispielsweise um die Oberfläche eines Gussteils, eine mechanisch bearbeitete Oberfläche, eine lackierte oder verchromte Oberfläche, oder aber auch um eine gestrahlte Oberfläche handeln. Diese natürliche Oberfläche wird nun in ein oder mehrere charakteristische Digitalwerte umgesetzt.Different Expressed, the surface is in the context of Invention not with, for example, ornaments or other inhomogeneities equipped or in a special way for preparation the intended scan, but is scanned as they are after the manufacturing process of the subject as represents such. It can of course also a Color order be present. It is crucial that the surface for their identification no additional, the Sampling preparatory artificial working undergoes but as examined and scanned, as they are after the Representing the production of the object. In this natural Surface may thus be, for example, the surface a casting, a machined surface, a painted or chrome-plated surface, or even to act on a blasted surface. This natural Surface will now be in one or more characteristic Digital values implemented.

Hierunter ist im Rahmen der Erfindung zu verstehen, dass Eigenschaften der natürlichen Oberfläche abgetastet und bestimmt werden, um hieraus Messwerte abzuleiten, die ihrerseits zu für die Oberfläche charakteristischen Digitalwerten korrespondieren. Diese ein oder mehreren Digitalwerte werden dann zu einem Schlüssel zusammengefasst, welcher für die betreffende Oberfläche des Gegenstandes eindeutig ist und gleichsam einen ”Fingerabdruck” der Oberfläche darstellt und folglich den Gegenstand als solchen eindeutig charakterisiert.this includes is to be understood in the context of the invention that properties of natural surface scanned and determined be used to derive therefrom measured values, which in turn to for the surface correspond to characteristic digital values. These one or more digital values then become a key summarized, which for the surface in question of the object is unique and as it were a "fingerprint" of Represents surface and therefore the object as such clearly characterized.

Bei den auf diese Weise abgetasteten Eigenschaften der Oberfläche des zu untersuchenden Gegenstandes kann es sich beispielsweise um dessen Gefügestruktur, seine Rauhigkeit oder Rauhigkeitsparameter, die Farbe oder Farbzusammensetzung, das Reflexionsverhalten, die Transparenz des Gegenstandes, seine Festigkeit usw. handeln. Grundsätzlich lassen sich neben diesen beschriebenen optischen und mechanischen Eigenschaften auch elektrische Eigenschaften auswerten, wie der ohmsche oder auch kapazitive Widerstand der Oberfläche oder zumindest einer Teilfläche. Auch die Ermittlung chemischer Eigenschaften der Oberfläche und ihre Charakterisierung hierdurch ist denkbar. So kann beispielsweise das Adsorptionsvermögen oder auch das Oxidationsverhalten ausgewertet werden und für die individualisierende Kennzeichnung im Sinne des Schlüssels eine Nutzung erfahren.at the properties of the surface scanned in this way the object to be examined may be for example its microstructure, its roughness or roughness parameters, the color or color composition, the reflection behavior, the Transparency of the object, its strength, etc. in principle can be found next to these described optical and mechanical Properties also evaluate electrical properties, such as the ohmic or even capacitive resistance of the surface or at least a partial surface. Also the determination of chemical properties the surface and its characterization by this is conceivable. For example, the adsorption capacity or the oxidation behavior can be evaluated and for the individualizing marking in the sense of the key to experience a usage.

Immer geht die Erfindung von dem Grundprinzip und der Erkenntnis aus, dass sich die Oberflächen prinzipiell gleicher Gegenstände bei hinreichend genauer Betrachtung eindeutig voneinander unterscheiden lassen. Das gilt zum Teil schon für den makroskopischen Bereich, erst recht aber für Betrachtungen und Untersuchungen im mikroskopischen Bereich. Hieraus folgt, dass es letztendlich keine zwei Gegenstände gibt, die unter den zuvor beschriebenen Voraussetzungen eine identische Oberfläche aufweisen. Folgerichtig kann die Oberfläche oder doch zumindest eine Teilfläche der Oberfläche des betreffenden Gegenstandes zu dessen eindeutiger Identifizierung mit Hilfe des aus dem oder den charakteristischen Digitalwerten abgeleiteten Schlüssels herangezogen werden.The invention is always based on the basic principle and the recognition that the surfaces of basically identical objects can be clearly distinguished from one another with sufficiently precise consideration. This is partly true for the macroscopic area, but especially for considerations and investigations in the microscopic area. It follows that in the end it will not happen ne two objects that have an identical surface under the conditions described above. Consequently, the surface or at least a partial surface of the surface of the object in question can be used for its unambiguous identification by means of the key derived from the one or more characteristic digital values.

Das heißt, der Schlüssel fasst den einen oder die mehreren Digitalwerte zusammen, welche unter Berücksichtigung einer (oder mehrerer) zuvor ausgewählten(r) Oberflächeneigenschaft(en) zu Messwerten der ausgesuchten Oberfläche oder der Teilfläche korrespondieren. Wenn beispielsweise die Rauhigkeit der Oberfläche des zu untersuchenden Gegenstandes als Charakteristikum ausgewählt wird, so bedeutet dies, dass im Beispielfall die Rauhigkeitsverteilung des zu untersuchenden Gegenstandes auf einer zuvor ausgewählten und abgegrenzten Teilfläche untersucht und ausgewertet wird. Diese Rauhigkeitsverteilung wird nun in einen Schlüssel umgesetzt. Das heißt, der Schlüssel stellt ein Abbild der ausgewählten und untersuchten Teilfläche oder der gesamten Oberfläche des Gegenstandes dergestalt dar, dass im Beispielfall die Häufigkeit der einzelnen Rauhigkeitswerte am zugehörigen Ort abgebildet wird. In diesem Zusammenhang wird man meistens mit einer Teilfläche arbeiten, die zu einem eindeutigen Schlüssel korrespondiert. So haben sich bei der Rauhigkeitsmessung Teilflächen von ca. 1 cm² oder mehr als günstig erwiesen. Der hieraus abgeleitete Schlüssel wird nun als Referenzschlüssel identifiziert und beispielsweise in einer externen Datenbank abgespeichert. Hierdurch erfährt der untersuchte Gegenstand eine eindeutige Identifizierung.That is, the key summarizes the one or more digital values that correspond to readings of the selected surface or sub-surface, considering one (or more) previously selected surface property (s). If, for example, the roughness of the surface of the object to be examined is selected as a characteristic, this means that, in the example, the roughness distribution of the object to be examined is examined and evaluated on a previously selected and delimited partial surface. This roughness distribution is now converted into a key. That is to say, the key represents an image of the selected and examined partial surface or of the entire surface of the article, such that in the example case the frequency of the individual roughness values is reproduced at the corresponding location. In this context, one will usually work with a subarea that corresponds to a unique key. For example, in the roughness measurement, partial areas of approximately 1 cm ² or more have proven to be favorable. The derived key is now identified as a reference key and stored for example in an external database. As a result, the examined subject undergoes a clear identification.

Alternativ oder zusätzlich kann der betreffende Schlüssel auch auf dem identifizierten Gegenstand angebracht werden. An dieser Stelle empfiehlt die Erfindung, den Referenzschlüssel in einem Etikett, einer Markierung etc. abzubilden, welche(s) auf dem Gegenstand angebracht wird. Für den Fall, dass es sich bei dem untersuchten Gegenstand beispielsweise um ein Verbrauchsgut handelt, lässt sich der Referenzschlüssel unmittelbar in einem ohnehin aufgebrachten Etikett oder dem meistens angebrachten Barcode hinterlegen.alternative or additionally, the relevant key also be mounted on the identified object. At this Stelle recommends the invention, the reference key in a label, a marking, etc., which (s) on the Object is attached. In the event that it is in the case of the examined object, for example, a consumable the reference key can be used immediately in an already applied label or the most commonly applied barcode deposit.

Auf diese Weise kann unzweifelhaft festgestellt werden, ob das Etikett und folglich auch die Verpackung des Gegenstandes zu dem Gegenstand originär gehört. Das heißt, es lassen sich die Originalität der Verpackung inklusive dessen Inhalt eindeutig und fälschungssicher nachweisen, und zwar ohne dass auf eine zusätzliche externe Datenbank zurückgegriffen werden muss. Das ist insbesondere bei sensitiven, beispielsweise verderblichen oder auch anderen hochwertigen Produkten von besonderer Bedeutung, die vor Fälschungen geschützt werden müssen (beispielsweise Arzneimittel, Lebensmittel oder auch Flüssigkeiten zum Betrieb von Maschinen etc.).On This way can be undoubtedly determined if the label and consequently also the packaging of the article to the article originally heard. That is, let it the originality of the packaging including its contents prove clearly and forgery-proof, without that resorted to an additional external database must become. This is especially sensitive, for example perishable or other high quality products of special Meaning that are protected against counterfeiting (for example, medicines, foods or also liquids for the operation of machines etc.).

Darüber hinaus kann auf diese Weise der Gegenstand als solcher eine Identifizierung ebenso wie ein zugehöriger Verschluss erfahren. Das heißt, die Zusammengehörigkeit von Gegenstand und Verschluss bzw. Verpackung und Verschluss lässt sich mit Hilfe der zugehörigen Schlüssel für einerseits den Gegenstand bzw. dessen Verpackung und andererseits seinen Verschluss feststellen und in dem einen oder den mehreren Schlüsseln hinterlegen. Meistens wird man in einem solchen Fall mit einem Schlüssel für das betreffende Verbrauchsgut arbeiten, welcher einerseits den Schlüssel für den Verschluss und andererseits den Schlüssel für den übrigen Gegenstand bzw. den Behälter umfasst. Dadurch sind Verschluss und Behälter zu einer untrennbaren Einheit miteinander verbunden und kann unmittelbar festgestellt werden, ob beispielsweise der Verschluss ausgetauscht worden ist oder nicht.About that In addition, in this way the object as such can be identified as well as an associated closure experienced. That is, the Togetherness of object and closure or Packaging and closure can be done with the help of the associated Key for one hand the object or its Packing and on the other hand determine its closure and in deposit one or more keys. Mostly will one in such a case with a key for the consumer goods in question, which on the one hand the key for the lock and on the other hand the key for the rest of the object or the container includes. As a result, the closure and container are one inseparable unity and can be immediate be determined whether, for example, the closure has been replaced is or not.

Auch diese Maßnahme trägt dazu bei, die Originalität des untersuchten Gegenstandes bzw. Verbrauchsgutes nachweisen zu können. In jedem Fall ist beispielsweise der Hersteller des Verbrauchsgutes bzw. allgemein des zu untersuchenden Gegenstandes immer in der Lage, mit Hilfe des entweder auf dem Gegenstand und/oder zusätzlich abgespeicherten Referenzschlüssels als gleichsam Originalitätsbeleg die eindeutige Herkunft des Gegenstandes zu belegen. Dabei versteht es sich, dass der Schlüssel bzw. Referenzschlüssel mit zusätzlichen Daten flankiert werden kann, wie beispielsweise dem Herstellungsdatum, dem Datum der Prüfung, der Chargennummer etc..Also this measure contributes to the originality of the examined object or commodity can. In any case, for example, the manufacturer the consumable or general of the object to be examined always able to with the help of either on the object and / or additionally stored reference key as if originality document the clear origin of the object. It goes without saying that the key or reference key flanked with additional data can be, such as the date of manufacture, the date the test, the batch number etc.

Das heißt, der Schlüssel und der hieraus abgeleitete Referenzschlüssel geben umfassend Auskunft über das solchermaßen identifizierte Produkt hinsichtlich dessen individueller (Oberflächen-)Eigenschaften, unter Umständen seines Herstellungsdatums, des Herstellungsortes, des Herstellers, gegebenenfalls der verwendeten Materialien etc.. Mit Hilfe dieses Originalitätsbeleges kann zu einem späteren Zeitpunkt der Schlüssel respektive Referenzschlüssel durch erneute Analyse des Behälters oder der Flasche bzw. allgemein des zu untersuchenden Gegenstandes ermittelt respektive verifiziert oder falsifiziert werden.The means, the key and the derived from it Reference key provide comprehensive information about the thus identified product in terms of individual (surface) properties, under certain circumstances its date of manufacture, place of manufacture, manufacturer, if necessary the materials used etc. With the help of this Originality document can be at a later date the key or reference key through re-analysis of the container or bottle or in general of the object to be examined is determined or verified or falsified.

Denn ein Vergleich des neu ermittelten Schlüssels bzw. des sogenannten Prüfschlüssels mit dem in der Datenbank und/oder auf dem Gegenstand hinterlegten Referenzschlüssel führt auf ein Ergebnis entweder dergestalt, dass beide Schlüssel übereinstimmen oder eben nicht. Auf diese Weise kann der Gegenstand als Original verifiziert werden, indem die Datenbank mit dem dort hinterlegten Referenzschlüssel eine Abfrage erfährt oder das auf dem Gegenstand befindliche Etikett oder eine Markierung mit dem darin abgelegten Referenzschlüssel ausgelesen und mit dem Prüfschlüssel verglichen wird.For a comparison of the newly determined key or the so-called check key with the stored in the database and / or on the subject reference key leads to a result either in such a way that both keys match or not. In this way, the object can be verified as original by the database with the reference deposited there key learns a query or read the label located on the object or a mark with the reference key stored therein and compared with the test key.

Eine solche Vorgehensweise ist nicht nur bei beispielsweise Verbrauchsgegenständen oder allgemein bei Verbrauchsgütern und deren Identifizierung sowie für den Originalitätsnachweis von besonderer Bedeutung. Sondern hiermit lassen sich auch Maschinen sowie deren Teile (Ersatzteile, Verschleißteile etc.) auf Originalität und Herkunft überprüfen. Je nachdem, ob die Abtastung der Oberfläche mit dem daraus abgeleiteten Prüfschlüssel zu einer Übereinstimmung mit dem Referenzschlüssel führt oder nicht, kann eine eindeutige Aussage getroffen werden, ob es sich beispielsweise bei dem Ersatzteil oder Verschleißteil um ein Originalteil des Herstellers oder einen Nachbau handelt.A Such an approach is not only for example Consumables or in general for consumer goods and their identification as well for the proof of originality of particular importance. But this also machines and their parts (spare parts, Wear parts etc.) on originality and origin. Depending on whether the scanning of the surface with the resulting derived check key to a match with the reference key or not a clear statement can be made, for example at the spare part or wearing part to an original part of the manufacturer or a replica.

Dabei wird man im Allgemeinen so vorgehen, dass der Grad der Übereinstimmung zwischen dem Prüfschlüssel und dem Referenzschlüssel einen vorgegebenen Wert überschreiten muss. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise durch Gebrauch verursachte Oberflächenveränderungen, Verschmutzungen etc. berücksichtigen. Das heißt, sobald die Übereinstimmung zwischen Prüfschlüssel und Referenzschlüssel beispielsweise mehr als 80% oder 90% beträgt, wird man dies als Originalitätsnachweis interpretieren und nutzen können. Das heißt, es ist keine 100%ige Übereinstimmung zwischen dem Referenzschlüssel und dem Prüfschlüssel erforderlich, sondern muss lediglich ein zuvor festgelegter Wert der Übereinstimmung überschritten werden, um daraus eine relativ große Wahrscheinlichkeit für die Übereinstimmung zwischen den zu vergleichenden Gegenständen bzw. Schlüsseln herleiten zu können.there In general, this will be done in such a way that the degree of agreement between the verification key and the reference key must exceed a predetermined value. In this way For example, surface changes caused by use, Take into account contamination, etc. This means, once the match between check key and reference key for example more than 80% or 90% is, this will be interpreted as a proof of originality and can use. That is, it is not a 100% match between the reference key and the verification key required, but only has to exceed a predetermined value of the match to make it a relatively large probability for the match between the items to be compared or to be able to derive keys.

Eine Möglichkeit, diese Übereinstimmung festzulegen, besteht darin, die sogenannte Hamming-Distanz anzugeben, also die Zahl der Bits, in denen sich die zwei zu vergleichenden Schlüssel (noch) unterscheiden dürfen. Allgemein wird die Übereinstimmung der in den Schlüsseln (Prüfschlüssel und Referenzschlüssel) hinterlegten Zeichenketten geprüft. Dabei werden die Schlüssel Bit für Bit verglichen. Die Anzahl der Stellen, die differieren wird gezählt und als Hamming-Distanz ausgewertet.A Possibility to set this match, is to specify the so-called Hamming distance, so the Number of bits in which the two keys to be compared (still) may differ. General is the match in the keys (check key and reference key) stored strings checked. The keys are compared bit by bit. The number of digits that will differ is counted and evaluated as Hamming distance.

Die Bestimmung der Oberfläche und das Ableiten eines Ergebnisses aus der betreffenden Abtastung können auf ganz unterschiedliche Art und Weise erfolgen. So ist es sowohl möglich, die Oberfläche durch Berührung, also taktil, als auch berührungslos abzutasten. Selbstverständlich können diese Maßnahmen bei Bedarf auch kombiniert werden. In erstgenanntem Fall ist die Abtasteinheit als taktile Einrichtung ausgelegt und arbeitet beispielsweise als Tastschnittgerät.The Determining the surface and deriving a result from the sampling concerned can be quite different Way done. So it is both possible to pass through the surface Touch, tactile, as well as touchless to touch. Of course, these measures if necessary also be combined. In the former case is the Scanning unit designed as a tactile device and works, for example as a stylus device.

Ein solches Tastschnittgerät verfügt regelmäßig über eine Tastspitze aus beispielsweise einem Diamant, welcher mit konstanter Geschwindigkeit über die zu erfassende Oberfläche des Gegenstandes verfahren wird. Aus der infolge Oberflächenrauhigkeiten zwangsläufig sich ergebenden vertikalen Lageverschiebung der Tastspitze kann nun ein individuelles Messprofil respektive Rauhigkeitsprofil der abgetasteten Oberfläche abgeleitet werden. Dazu werden die Bewegungen der Tastspitze beispielsweise über ein induktives Wegmesssystem erfasst.One Such stylus has regularly over a stylus tip of, for example, a diamond, which with a constant Speed over the surface to be detected the object is moved. Due to the surface roughness inevitably resulting vertical positional shift The stylus tip can now be an individual measurement profile respectively Roughness profile derived from the scanned surface become. For this purpose, the movements of Tastspitze example over an inductive position measuring system detected.

Darüber hinaus kann die Abtastung der Oberfläche berührungslos erfolgen, was meistens mit Hilfe einer optischen Messeinheit zur berührungslosen Messung von Form- und/oder Gestaltabweichungen durchgeführt wird. Dabei wendet die Erfindung in der Regel die sogenannte konuskopische Holografie an, welche auf der Interferenz zweier kohärenter Lichtwellen basiert. Dabei wird mit Hilfe eines Laserstrahls auf dem zu untersuchenden Gegenstand ein Lichtpunkt erzeugt, dessen Licht diffus in alle Richtungen zurückgestrahlt wird. Ein Teil des von diesem Lichtpunkt zurückgestrahlten Lichtes wird von einer Objektiveinheit erfasst, mit dem ausgesandten Licht überlagert und hinsichtlich seiner Interferenz ausgewertet. Dabei beruht der Messprozess auf der Rekonstruktion des Abstandes des Lichtpunktes aus den sich dadurch ergebenden Winkelinformationen.About that In addition, the scanning of the surface can be non-contact What is usually done with the help of an optical measuring unit for non-contact measurement of shape and / or shape deviations is carried out. The invention usually applies the so-called konuskopische holography, which on the interference based on two coherent light waves. It will help with a laser beam on the object to be examined, a point of light produced, whose light is diffusely reflected back in all directions becomes. Part of the reflected back from this point of light Light is detected by an objective unit, with the emitted Light superimposed and evaluated in terms of its interference. The measuring process is based on the reconstruction of the distance the light spot from the resulting angle information.

In jedem Fall ist der Abtasteinheit ein Vergleicher zugeordnet, welcher den Referenzschlüssel des bereits abgetasteten Gegenstandes mit einem Prüfschlüssel vergleicht, der aus dem aktuell untersuchten Gegenstand abgeleitet wird. Je nachdem, ob der Vergleicher unter Berücksichtigung zugelassener Abweichungen bzw. der bereits angesprochenen Hamming-Distanz eine Übereinstimmung zwischen dem Referenzschlüssel und dem Prüfschlüssel feststellt oder nicht, kann nun auf die Originalität des untersuchten Gegenstandes oder nicht rückgeschlossen werden.In In any case, the scanning unit is associated with a comparator, which the reference key of the already scanned item compares with a check key from the currently being investigated. It depends on the comparator taking into account permitted deviations or the already mentioned Hamming distance a match between the reference key and the verification key notes or not, can now rely on the originality of examined or not.

Im Ergebnis werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, mit deren Hilfe die untersuchten Gegenstände eine eineindeutige Identifizierung erfahren. Dazu wird zumindest eine Teilfläche der jeweiligen Oberfläche des Gegenstandes abgetastet und hieraus werden charakteristische Digitalwerte abgeleitet, die eine Zusammenfassung zu wenigstens einem Schlüssel erfahren. In diesem Zusammenhang arbeitet die Erfindung mit der jeweils natürlichen Oberfläche des Gegenstandes, sind also ausdrücklich keine Oberflächenmarkierungen etc. erforderlich.in the The result will be a method and apparatus available with whose help the examined objects get a one-to-one identification. At least a partial surface of the respective surface of the Subject scanned and from this become characteristic digital values Derived a summary of at least one key Experienced. In this context, the invention works with the each natural surface of the object, are therefore expressly no surface markings etc. required.

Der beispielsweise bei der Herstellung des Gegenstandes ermittelte Schlüssel wird als Referenzschlüssel in einer Datenbank und/oder direkt auf dem Gegenstand hinterlegt. Dadurch kann die Originalität des Gegenstandes zu jeder Zeit nachgewiesen werden und lassen sich etwaige Manipulationen an dem Gegenstand unschwer feststellen. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.The key determined, for example, in the production of the object is stored as a reference key in a database and / or directly deposited the object. As a result, the originality of the object can be detected at any time and can be easily detect any manipulation of the object. Here are the main benefits.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:in the The invention will be described below with reference to a purely exemplary embodiment illustrative drawing explained in more detail. Show it:

1 die erfindungsgemäße Vorrichtung schematisch, 1 the device according to the invention schematically,

2 die Abtasteinheit im Detail und 2 the scanning unit in detail and

3 eine Vorgehensweise zur Ermittlung des Schlüssels. 3 a procedure for identifying the key.

In der 1 ist eine Vorrichtung zur Identifizierung von Gegenständen 1 dargestellt. Bei den zu identifizierenden Gegenständen 1 handelt es sich im Beispielfall und nicht einschränkend um Flaschen 1. Zur Identifizierung des Gegenstandes bzw. der Flasche 1 verfügt die Vorrichtung über eine Abtasteinheit 2, 3, 4, 5, welche im Detail in der 2 dargestellt ist. Neben dieser Abtasteinheit 2, 3, 4, 5 ist noch eine Identifizierungseinrichtung 6 zur Ableitung wenigstens eines Ergebnisses aus den Messungen zur Abtastung der Oberfläche des Gegenstandes bzw. der Flasche 1 realisiert. Ferner ein Vergleicher 7, welcher im Ausführungsbeispiel in die Identifizierungseinrichtung 6 integriert ist bzw. eine Baueinheit 6, 7 zusammen mit der Identifizierungseinrichtung 6 bildet.In the 1 is a device for identifying objects 1 shown. For the objects to be identified 1 In the example case and not restrictive, this concerns bottles 1 , To identify the item or the bottle 1 the device has a scanning unit 2 . 3 . 4 . 5 which in detail in the 2 is shown. Next to this scanning unit 2 . 3 . 4 . 5 is still an identification device 6 for deriving at least one result from the measurements for scanning the surface of the article or the bottle 1 realized. Furthermore, a comparator 7 , which in the embodiment in the identification device 6 is integrated or a structural unit 6 . 7 together with the identification device 6 forms.

Die Arbeitsweise ist wie folgt. Mit Hilfe der Abtasteinheit 2, 3, 4, 5 wird der zu identifizierende Gegenstand bzw. die Flasche 1 im Beispielfall an ihrer Oberfläche abgetastet. Grundsätzlich kann die gesamte Oberfläche des Gegenstandes eine Abtastung erfahren. Im Beispielfall wird jedoch nur eine Teilfläche 8 des Gegenstandes respektive der Flasche 1 untersucht. Dabei ist die Teilfläche 8 so groß bemessen, dass sich hieraus eine eindeutige Identifizierung des Gegenstandes bzw. der Flasche 1 ergibt. Im Beispielfall mag die Teilfläche 8 ca. 1 cm² groß sein.The working method is as follows. With the help of the scanning unit 2 . 3 . 4 . 5 becomes the item to be identified or the bottle 1 sampled in the example on its surface. In principle, the entire surface of the article can be scanned. In the example case, however, only a partial area 8th of the object respectively the bottle 1 examined. Here is the partial area 8th so large that this results in a clear identification of the object or the bottle 1 results. In the example case, the partial area likes 8th be about 1 cm ² tall.

Aus dem Ergebnis der Abtastung der Oberfläche des Gegenstandes bzw. der Flasche 1 werden charakteristische und in der 1 angedeutete Digitalwerte abgeleitet. Die Digitalwerte werden zu einem Schlüssel zusammengefasst.From the result of scanning the surface of the article or the bottle 1 become characteristic and in the 1 derived digital values derived. The digital values are combined into one key.

Im Detail setzt sich die Abtasteinheit 2, 3, 4, 5 ausweislich der 2 aus einem Laser bzw. einer Laserdiode 2 oder einer vergleichbaren kohärenten Lichtquelle zusammen sowie einer Strahlteilungsoptik bzw. einem Strahlteiler 3, einer Interferenzeinrichtung 4 und schließlich einem Sensor 5. Das von dem Laser bzw. der Laserdiode 2 ausgehende Licht wird auf den zu untersuchenden Gegenstand respektive die Flasche 1 geworfen und an seiner Oberfläche aufgrund dortiger Oberflächenrauhigkeiten diffus in praktisch alle Richtungen zurückgestrahlt.The scanning unit sits in detail 2 . 3 . 4 . 5 evidenced by the 2 from a laser or a laser diode 2 or a comparable coherent light source together and a beam splitting optics or a beam splitter 3 , an interference device 4 and finally a sensor 5 , That of the laser or the laser diode 2 outgoing light is on the object to be examined respectively the bottle 1 thrown on its surface due to local surface roughness diffused back in virtually all directions.

Mit Hilfe des Strahlteilers 3 und der Interferenzeinrichtung 4 werden das von der Laserdiode 2 ausgehende Licht und das reflektierte Licht überlagert und erzeugen auf dem Sensor 5 ein Interferenzmuster. Aus dem Interferenzmuster lassen sich Informationen über den Winkel des von der Oberfläche der Flasche 1 reflektierten Lichtstrahles ableiten. Der Winkel des reflektierten Lichtes ist ein Maß für die Oberflächenrauhigkeit R, wie sie schematisch in der 3 für einzelne Punkte x auf der Teilfläche 8 dargestellt ist.With the help of the beam splitter 3 and the interference device 4 be that from the laser diode 2 Outgoing light and the reflected light are superimposed and generate on the sensor 5 an interference pattern. From the interference pattern can be information about the angle of the surface of the bottle 1 Derive reflected light beam. The angle of the reflected light is a measure of the surface roughness R, as shown schematically in FIG 3 for individual points x on the surface 8th is shown.

Jedenfalls kann mit Hilfe dieses berührungslosen Abtastverfahrens die Oberfläche des untersuchten Gegenstandes respektive der Flasche 1 hinsichtlich ihrer Rauhigkeit bzw. Oberflächenrauhigkeit R in Abhängigkeit vom jeweiligen Ort x aufgenommen werden. Dabei wird die jeweilige Rauhigkeit R der natürlichen Oberfläche der Flasche 1 untersucht und erfasst. Das geschieht vorliegend mit Hilfe einer konuskopischen Holografieeinrichtung als Abtasteinheit 2, 3, 4, 5. Weitere Einzelheiten zur konuskopischen Holografie werden beispielhaft in dem Artikel von K. Buse et al. ”3D Imaging: Wave Front Sensing Utilizing a Birefringent Crystal”, Physical Review Letters, The American Physical Society, Vol. 85, 16/2000, S. 3385–3387 erläutert, auf die ausdrücklich Bezug genommen sei.In any case, with the help of this non-contact scanning the surface of the examined article or the bottle 1 be included in terms of their roughness or surface roughness R depending on the location x. The respective roughness R of the natural surface of the bottle 1 examined and recorded. This happens in the present case with the help of a konuskopischen holography device as a scanning unit 2 . 3 . 4 . 5 , Further details of the konuskopischen holography are exemplified in the Article by K. Buse et al. "3D Imaging: Wave Front Sensing Utilizing a Birefringent Crystal", Physical Review Letters, The American Physical Society, Vol. 85, 16/2000, pp. 3385-3387 to which reference is expressly made.

Jedenfalls lässt sich mit Hilfe der Abtasteinheit 2, 3, 4, 5 die Rauhigkeit R der Teilfläche 8 der Flasche 1 in Abhängigkeit von der jeweiligen Ortsposition x so ermitteln, wie dies in der 3 dargestellt ist. Das kann grundsätzlich auch berührend, das heißt, mit Hilfe einer taktil arbeitenden Abtasteinheit 2, 3, 4, 5 durchgeführt werden, was jedoch nicht dargestellt ist. So oder so werden die Rauhigkeitswerte mit Hilfe der Identifizierungseinrichtung 6 in Digitalwerte umgesetzt, die für die Teilfläche 8 respektive die Oberfläche der Flasche 1 insgesamt charakteristisch sind. Das deutet die 1 an.Anyway, can be with the help of the scanning unit 2 . 3 . 4 . 5 the roughness R of the partial surface 8th the bottle 1 depending on the respective position x as in the 3 is shown. This can basically also touching, that is, with the help of a tactile scanning unit 2 . 3 . 4 . 5 be performed, which is not shown. Either way, the roughness values are calculated using the identification device 6 translated into digital values, which for the subarea 8th respectively the surface of the bottle 1 overall characteristic. That indicates the 1 at.

Darüber hinaus leitet die an den Sensor 5 der Abtasteinheit 2, 3, 4, 5 angeschlossene Identifizierungseinrichtung 6 aus den solchermaßen gewonnenen Digitalwerten ein Ergebnis ab, welches zu einem Schlüssel zusammengefasst wird. Im einfachsten Fall korrespondiert also das Rauhigkeitsprofil der Teilfläche 8 der Flasche 1 zu einem digitalen Schlüssel 9, 10, wie er in der 1 dargestellt ist, der beispielsweise eine Größe von 256 Bit oder mehr besitzt. Dieser Schlüssel 9, 10 stellt den sogenannten Referenzschlüssel 9 des untersuchten Gegenstandes bzw. der Flasche 1 im Beispielfall dar. Der in der 1 angedeutete Referenzschlüssel 9 kann in einer nicht dargestellten Datenbank abgelegt werden. Außerdem besteht die Möglichkeit, den Referenzschlüssel 9 auf dem untersuchten Gegenstand respektive der Flasche 1 abzulegen. Hierzu mag die Flasche 1 mit einem entsprechend gestalteten Etikett ausgerüstet werden, welches den Referenzschlüssel 9 beinhaltet, beispielsweise in Gestalt eines Barcodes.In addition, the leads to the sensor 5 the scanning unit 2 . 3 . 4 . 5 connected identification device 6 From the thus obtained digital values from a result, which is summarized into a key. In the simplest case, therefore, corresponds to the roughness profile of the partial surface 8th the bottle 1 to a digital key 9 . 10 as he is in the 1 which has, for example, a size of 256 bits or more. This key 9 . 10 provides the so-called reference key 9 of the examined article or the bottle 1 in the example case. The in the 1 indicated reference key 9 can in egg ner not shown database are stored. There is also the option of the reference key 9 on the examined object respectively the bottle 1 store. The bottle likes it 1 be equipped with a correspondingly designed label, which is the reference key 9 includes, for example in the form of a barcode.

Wenn nun die Originalität des Gegenstandes respektive der Flasche 1 im Beispielfall untersucht werden soll, wird die Flasche 1 hinsichtlich ihrer Teilfläche 8 abgetastet. Dabei muss es sich selbstverständlich um dieselbe Teilfläche 8 handeln, wie sie zuvor für die Ermittlung des Referenzschlüssels 9 herangezogen worden ist. Das heißt, für den zu untersuchenden Gegenstand bzw. die Flasche 1 im Beispielfall liegt fest, welche Teilfläche 8 für die Bestimmung des Schlüssels herangezogen wird und wie groß ihre Ausdehnung ist. Mit anderen Worten müssen Lage und Ausdehnung der Teilfläche 8 vorgeschrieben werden. Diese Daten lassen sich zusammen mit dem Referenzschlüssel 9 ablegen. Darüber hinaus mag der Referenzschlüssel 9 mit dem Datum seiner Erfassung, dem Herstellungsdatum der Flasche 1 im Beispielfall, dem Herstellungsort, ihrer Chargennummer etc. flankiert werden. Das heißt, der Referenzschlüssel 9 beinhaltet im Beispielfall nicht nur Angaben über die Rauhigkeit R innerhalb der Teilfläche 8, sondern gibt zusätzlich Auskunft über die Lage und Ausdehnung der Teilfläche 8 sowie die zuvor genannten Daten wie Herstellungsjahr, -ort, etc..If now the originality of the object respectively the bottle 1 in the example case to be examined, the bottle becomes 1 in terms of their partial area 8th sampled. Of course, this must be the same area 8th act as before for identifying the reference key 9 has been used. That is, for the object to be examined or the bottle 1 in the example case, it is clear which partial surface 8th is used for the determination of the key and how big its extent is. In other words, the location and extent of the subarea must be 8th be prescribed. These data can be combined with the reference key 9 lay down. In addition, the reference key likes 9 with the date of its collection, the date of manufacture of the bottle 1 flanked in the example case, the place of manufacture, their batch number, etc. That is, the reference key 9 In the example case, this does not only include information about the roughness R within the subarea 8th , but also provides information about the location and extent of the subarea 8th as well as the aforementioned data such as year of manufacture, place, etc.

Wenn nun die Lage und Ausdehnung der Teilfläche 8 feststehen, so kann mit Hilfe der Abtasteinheit 2, 3, 4, 5 die Teilfläche 8 einer zu untersuchenden Flasche 1 genauso abgetastet werden, wie dies bei der Ermittlung des Referenzschlüssels 9 bereits der Fall war. Aus dieser Prozedur resultiert ein Prüfschlüssel 10, welcher ebenfalls in der 1 angedeutet ist. Der Referenzschlüssel 9 und der Prüfschlüssel 10 werden nun in dem Vergleicher 7 dahingehend untersucht, ob eine Übereinstimmung vorliegt.Now if the location and extent of the subarea 8th can be fixed, so with the help of the scanning unit 2 . 3 . 4 . 5 the subarea 8th a bottle to be examined 1 be sampled as well as in the determination of the reference key 9 already was the case. This procedure results in a check key 10 , which is also in the 1 is indicated. The reference key 9 and the verification key 10 are now in the comparator 7 examined whether there is a match.

Dazu wird der Grad der Übereinstimmung zwischen dem Referenzschlüssel 9 und dem Prüfschlüssel 10 unter Berücksichtigung eines vorgegebenen Wertes ermittelt, und zwar im Beispielfall unter zusätzlicher Berücksichtigung der sogenannten Hamming-Distanz 11. Hierunter ist die Anzahl der Bits zu verstehen, die im Beispielfall abweichen kann, wie dies in der 1 angedeutet ist.To do this, the degree of correspondence between the reference key 9 and the verification key 10 taking into account a predetermined value determined, in the example case with additional consideration of the so-called Hamming distance 11 , This is the number of bits to understand, which may differ in the example case, as in the 1 is indicated.

Das heißt, unter Berücksichtigung der im Vergleicher 7 abgelegten und vorgegebenen Hamming-Distanz 11 werden die beiden Schlüssel, einerseits der Prüfschlüssel 10 und andererseits der Referenzschlüssel 9 als übereinstimmend bewertet. Als Folge hiervon wird die Flasche 1 als Originalflasche erkannt und führt die Originalitätsprüfung zu einem positiven Ergebnis. Man erkennt, dass der Referenzschlüssel 9 in einem Etikett 12 auf der Flasche 1 abgelegt ist.That is, taking into account the in the comparator 7 stored and given Hamming distance 11 become the two keys, on the one hand the verification key 10 and on the other hand, the reference key 9 rated as consistent. As a result, the bottle becomes 1 recognized as the original bottle and the originality check leads to a positive result. One recognizes that the reference key 9 in a label 12 on the bottle 1 is stored.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 10202517 A1 [0002]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

- Article by K. Buse et al. "3D Imaging: Wave Front Sensing Utilizing a Birefringent Crystal", Physical Review Letters, The American Physical Society, Vol. 85, 16/2000, pp. 3385-3387 [0036]

Claims

Method of identifying objects ( 1 ), in particular of machinery, consumer goods such as 1 ) and parts thereof, according to which a surface of the object in question ( 1 ) completely or at least in the area of a partial area ( 8th ) and from which at least one result is derived, characterized in that the natural surface of the object in question is converted into characteristic digital values which belong to at least one key ( 9 . 10 ).

Method according to claim 1, characterized in that the key ( 9 . 10 ) in an external database as reference key ( 9 ) is stored.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the bowl ( 9 ) on the identified object ( 1 ) as a reference key ( 9 ) is attached, for example as a label, marking, etc ..

Method according to claim 3, characterized in that the reference key ( 9 ) with an identification of an unknown object ( 1 ) derived test key ( 10 ) is checked for conformity.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the degree of agreement between the test key ( 10 ) and the reference key ( 9 ) must exceed a predetermined value.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the surface of the object ( 1 ) is scanned by touch or non-contact.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that as a measure of the Surface properties of their microstructure, Roughness, color, reflection, transparency, strength, ohmic or capacitive resistance or chemical properties be evaluated.

Device for identifying objects, in particular for carrying out the method according to one of Claims 1 to 7, with a scanning unit ( 2 . 3 . 4 . 5 ) for scanning a surface of the object in question ( 1 ) completely or at least in the area of a partial area ( 8th ), and with an identification device ( 6 ) for deriving at least one result thereof, characterized in that the identification means ( 6 ) the natural surface of the object ( 1 ) into characteristic digital values and to at least one key ( 9 . 10 ).

Apparatus according to claim 8, characterized in that the scanning unit ( 2 . 3 . 4 . 5 ) operates as a tactile device and is designed for example as a stylus device.

Apparatus according to claim 8 or 9, characterized in that the scanning unit ( 2 . 3 . 4 . 5 ) operates without contact and, for example, as an optical measuring unit for non-contact measurement of shape and / or shape deviations, for. B. konuskopische holography device is formed.

Device according to one of claims 8 to 10, characterized in that a comparator ( 7 ), which is a reference key ( 9 ) of an already scanned item ( 1 ) with one of a currently examined object ( 1 ) derived test key ( 10 ) compares.

Device according to one of claims 8 to 11, characterized in that the comparator ( 7 ) the correspondence of the reference key ( 9 ) with the test key ( 10 ) is assessed taking into account a predetermined tolerance.

Device according to one of claims 8 to 12, characterized in that a label ( 12 ) is provided which the reference key ( 9 ) includes.

Use of a device according to one of the claims 8 to 13 for identifying machines or parts thereof.

Use of a device according to one of the claims 8 to 13 for the identification of consumer goods.